dxdt.ru: занимательный интернет-журнал

Немного занятной и техничной практики DNS. Если взять зону kommersant.ru, то нетрудно выяснить, что с этой зоной что-то сильно не так. Вот “покрасневший” скриншот из отчёта открытого сервиса audit.statdom.ru:

Почему тут указаны только “адреса”, которые отмечены как недоступные? Во-первых, это не адреса, а имена хостов (хостнеймы), которые выглядят похожими на IP-адреса, но намётанный глаз сразу обнаружит подвох: всё выдаёт крайняя справа точка, отделяющая корневой домен; это так называемый FQDN – Fully Qualified Domain Name (“полное имя домена”). Во-вторых, серверы имён, обозначенные таким образом, доступны быть не могут, поскольку в глобальной DNS нет имени первого уровня “20.” (две цифры – 2 и 0).

Между тем, если попробовать зайти на соответствующий апексу зоны веб-сайт kommersant.ru браузером, то, скорее всего, сайт откроется. Получается, что всё работает? Нет, далеко не всё. Но это лишь очередное подтверждение того, что DNS, как сервис и совокупность технологий, в сочетании с вебом, обладает очень высокой степенью устойчивости к ошибкам настройки (кроме, конечно, DNSSEC).

Посмотрим, как же настроена зона kommersant.ru на момент написания данной записки. В домене верхнего уровня RU зона делегрована на два сервера имён (NS) с именами ns.kommersant.ru. и ns5.kommersant.ru., что, скажем, подтверждается следующим фрагментом скриншота того же отчёта:

Поскольку это так называемые “субординатные” имена NS, – то есть, находящиеся в той же зоне, которая делегируется, – серверы зоны RU возвращают соответствующие glue-записи (в отчёте они не показаны). Glue-записи содержат IP-адреса для имён делегирования (ns.kommersant.ru. и ns5.kommersant.ru.). В DNS, glue-записи необходимы для того, чтобы исключить возможность бесконечной рекурсии. Представьте, что зона test.ru делегирована на ns.test.ru. Как же определить IP-адрес ns.test.ru? Ведь для его определения нужно знать адреса NS-ов зоны test.ru, а чтобы их знать, нужно опросить зону test.ru. Как найти адреса? Верный ответ – никак не найти, если бы только не было glue-записей, которые-то и приносят нужные адреса сразу.

Почему здесь вообще возникает такая проблема с аресами/именами? Потому, что в качестве значения DNS-записи NS могут быть указаны только имена хостов. Но соединение и обмен данными в глобальном Интернете происходят по IP. То есть, для отправки запросов и получения ответов нужны именно IP-адреса. Можно ли всё же указать IP-адреса в NS-записях? Нет, нельзя. Причина в том, что значения записей в DNS не могут подразумевать какой бы то ни было протокол обмена данными. Это очень важный и логичный момент: DNS превратилась бы в непонятную путаницу, если бы какие-то дополнительные сведения об установлении соединения “подразумевались” бы: в той же NS-записи – получаем то адрес, то хостнейм, то “какие-то минусы”, то “здесь админы рыбу заворачивали”. Заметьте, сюда ещё накладывается и тот занимательный факт, что вообще невозможно вне контекста отличить запись IPv4-адреса от хостнейма. В практике DNS есть много случаев, когда тот или иной протокол доступа, да ещё и с параметрами, прямо указывается, но корректно это делается только при помощи префиксов в самом имени, например: _443._tcp.name.test.ru. (обратите внимание: предыдущая DNS-строка – не хостнейм!).

Итак, NS-запись должна содержать имя хоста, соответствующее серверу имён. Для разрешения возможных циклов – предусмотрены glue-записи.

Однако доверенным источником полного списка серверов имён для зоны является не делегирующий сервер, не glue-записи, а ответ авторитативного сервера зоны на запрос NS. По этой причине сервис тестирования DNS-узлов получает список этих узлов с авторитативного сервера. Ну, или пытается получить. Серверы, указанные для kommersant.ru в списке делегирования, на запрос NS возвращают те самые “подложные” хостнеймы, сформированные из IP-адресов четвёртой версии. То есть, так указано в файле зоны. Указано неверно. Распространённая ошибка. Видимо, ничего не поделать. Отличить тут адрес от хостнейма программное обеспечение не может, поэтому DNS-сервер будет отвечать тем, что ему написано. А написаны, как уже указано выше, заведомо “неразрешимые” имена (нет, это не IP-адреса; IP-адреса нельзя указывать в NS-записях, поэтому резолвер никак и не может понять, что это, якобы, “IP-адреса”, потому что это хостнеймы).

Почему же работает веб-сайт? Вот почему. Для большинства сценариев доступа к вебу нужен IP-адрес, который передаётся в A-записи DNS. По IP-адресам из glue-записей для обсуждающейся зоны kommersant.ru отвечают серверы имён, которые возвращают A-записи, содержащие корректный и доступный IP-адрес, который указывает на веб-узел. И тут многое зависит от рекурсивного резолвера. Если этот резолвер использует непосредственно адреса из glue-записей для того, чтобы запросить A-записи, то всё сработает. Но glue-записи небезопасно кэшировать – кэшировать следовало бы хотя бы минимально проверенные значения NS, которые требуется достать с авторитативных серверов. Если резолвер попробует получить список NS корректным способом, то он обнаружит дефектные записи, после чего попробует отправить ещё несколько запросов и, скорее всего, всё же найдёт A-запись, чтобы вернуть её клиенту. То есть, резолвер, обычно, настроен так, чтобы хоть что-то достать из DNS (не всегда это правильный выбор, поскольку регулярно служит фундаментом для целевых атак). Так что, спрашивая и переспрашивая, игнорируя и как-то исправляя ошибки в зоне, но резолвер, в большинстве случаев, сможет найти IP-адрес, чтобы потом по этому адресу попробовал подключиться браузер, если только способ достать данный IP-адрес существует. Что же касается других функций DNS – ну, они в данной зоне просто недоступны (тем более, что упомянутые серверы имён не поддерживают современный EDNS-доступ вообще).

Вот. У подобной некорректной настройки DNS есть ещё много неприятных побочных эффектов, связанных с надёжностью и безопасностью. А ведь существует ещё и QNAME Minimization.

(Недавно я описывал другую занятную ошибку настройки DNS, из “дикой природы”, наблюдающуюся в куда более популярной зоне vk.com. Представьте, кстати, куда все эти интернеты прикатятся, если DNSSEC, – несравнимо более требовательная к уровню аккуратности технология, – вдруг получит максимальное распространение.)

Вот одна из интересных концепций, позволяющих оптимизировать взаимодействие интернет-узлов по разным сессионным протоколам: “при повторном подключении – сразу отправляем полезные данные для приложения”; это вместо сложного этапа установления соединения, требующего отправки и приёма нескольких сообщений, до того, как полезные данные станут доступны приложению.

То есть, если при первом соединении два узла должны выполнить некоторый обмен пакетами по схеме “запрос-ответ-подтверждение”, чтобы на обоих концах “сокета” сформировался синхронный контекст, то почему бы не запомнить контекст на стороне клиента и при повторных соединениях обойтись без дополнительных шагов для формирования нового контекста, а просто отправить вместе с начальным сообщением немедленно и полезные данные?

Пример уровня сетевого транспорта – TCP Fast Open, который, почему-то, известен мало: здесь клиент в рамках первого TCP-соединения, выполняемого по обычной схеме с созданием сессии, получает специальный идентификатор (cookie), чтобы при последующих соединениях сразу начать передачу полезных данных.

В TCP штатно используется схема установления соединения с тремя этапами согласования (SYN, SYN-ACK, ACK), когда передача данных приложению начинается только после завершения всех трёх этапов. И тут уже есть интересный момент, про который, бывает, забывают даже специалисты: вообще-то, данные между узлами в TCP начинают передаваться сразу же, с первым пакетом (SYN), так же, как, скажем, в UDP; потому что если бы данные не передавались (как минимум, заголовки с идентификаторами и параметрами), то и установить соединение было бы невозможно – это очевидно. То есть, с точки зрения возможности “отправить пакет в одну сторону”, TCP не слишком-то отличается от UDP на уровне, так сказать, NOC. Другое дело, что начальная информация TCP, составляющая обмен для установления сессии, не должна быть штатно доступна на уровне абстракции “сокета”. И вот тут-то начинаются отличия от того же UDP. Но сами по себе пакеты TCP вполне могут служить транспортом для “безсессионной” доставки данных.

Вариант Fast Open, если оставить за скобками детали, лишь обобщает эту возможность (о чём прямо написано в RFC), выводя её на уровень того самого “сокета”. Это делается при помощи дополнительной информации (cookie), подтверждающей, что сессия уже была установлена с соответствующими параметрами. Это и есть пример внедрения метода “сразу отправляем полезные данные”. Для реализации аналогичных логических схем в других протоколах используется, конечно, и UDP – посмотрите на WireGuard через Wireshark.

На уровне выше – тоже есть примеры: в TLS 1.3 имеется достаточно продвинутая сокращённая схема установления соединения 0-RTT (Zero Round-Trip Time), где клиент сразу же начинает передачу полезных данных в защищённом виде, если известна дополнительная информация о TLS-сервере, которую можно было получить в предыдущих соединениях (или как-то ещё).

Так что использование одной и той же полезной логической схемы самого верхнего уровня позволяет оптимизировать разные протоколы. Если задуматься, то сюда даже попадает port knocking. Вообще, если клиент и сервер заранее договорились о некотором секрете, то и обмен данными можно свести к отправке “случайных” пакетов со “случайным шумом” по случайным адресам. Пропускная способность, впрочем, будет не велика. Это работает далеко не только для Интернета.

Трудности анонимизации реальных данных в реальных условиях полезно демонстрировать на примерах, в том числе, на условных примерах. Вот такой пример, очень простой.

Предположим, некоторые объекты, принадлежащие “персонам” (потому что “персональные данные”), для подсчёта отображают в одинаковые по размеру разноцветные шары, которые укладывают в урну. Персон-источников – трое. Каждому сопоставлен цвет, в который окрашиваются шары. Однако исследователям “данные предоставляются в анонимизированном, обезличенном виде”, поэтому таблица соответствия цветов персонам – уничтожается сразу, как только урна заполнена шарами.

Исследователи “обезличенных данных”, извлекая шары из урны, могу считать, сколько у “некоторой персоны” имеется объектов-шаров, но определить, кому именно из реальных персон принадлежат объекты в заданном количестве – не могут. Это действительно так. Более того, описанный метод, в разных версиях, очень широко используется и считается хорошим инструментом анонимизации данных.

В нашей учебной схеме – три персоны. Так что, предположим, в урне обнаружено 11 зелёных шаров, 13 синих, и 27 красных. Исследователи записывают эти данные. Заметьте, что исследователи могут различить все три персоны (A, B, C). Если бы это было не так, то и анонимизации с шарами не потребовалось бы – просто не возникало бы необходимости: весь смысл обезличивания тут в том, чтобы “отсоединить” данные от конкретных узнаваемых персон. Из-за обезличивания данных исследователи не имеют возможности ответить на вопрос, сколько у конкретной узнаваемой персоны объектов, обозначенных шарами. Ну, пока что не имеют такой возможности.

Теперь представьте, что начинается следующая итерация: персона A передаёт персоне B один свой объект. Можно считать, что передаёт шар, но при этом не раскрывается цвет шара. Тем не менее, факт обмена исследователям известен, поскольку именно для определения того, как “распределяются ресурсы”, подобные исследования и затеваются. Чтобы обновить данные – применяется всё тот же метод анонимизации. Соответствие цветов, конечно, выбирается новое, и информация о нём тоже уничтожается после распределения шаров.

Теперь в урне 10 красных шаров, 13 синих и 28 зелёных. Думаю, уже всё понятно.

Исследователи ведут архив. Так что у них теперь две выборки: до передачи шара и после. Поэтому-то вся “анонимизация” вдруг исчезла, так как в одной из выборок один шар поменял “цвет” (и не важно, что он мог его реально сохранить, поскольку применялась рандомизация цветов – сопоставить цвета между выборками нетрудно). Поменявший цвет шар – это и есть тот шар, который поменял владельца. А значит, исследователям теперь известно, кому из персон принадлежит каждая выборка шаров по цвету, в том числе, с историей. Ошибка схемы анонимизации тут в том, что обезличивалось владение объектом, но вовсе не факт смены владельца. Переход шара между выборками – никак в этой схеме не маскируется. Вот если бы в каждом цвете всегда было одинаковое количество шаров – но, погодите, а что бы тогда исследователям исследовать?

Конечно, чтобы только что описанный пример сработал, требуется использование “дополнительной базы данных”, из которой известно, что была конкретная передача шара, что она произошла между выборками, а если передач шаров много, то ещё нужно учитывать чётность и так далее. Но на то он и простой пример. С другой стороны, подобная анонимизация ведь и обосновывается тем, что “защищает” от нахождения персон в “других базах”: на то оно и “обезличивание”. Однако обезличивать реальные данные, по которым можно построить историю, весьма и весьма сложно, если, конечно, нужно сохранить хоть какие-то полезные показатели в этих данных.

Ещё один хороший пример, регулярно всплывающий, это обезличивание “геопривязки”, о чём я писал ещё в 2009 году.

Кстати, ECH для TLS я достаточно подробно, – но, вместе с тем, популярно, – описывал в отдельной статье на сайте ТЦИ в 2021 году. Описание там дано в контексте развития “этих интернетов”, начиная от ESNI, что, на мой взгляд, весьма полезно.

Языки программирования на GitHub, рейтинг 2024 года: всех обогнал Python, что и понятно – первая же главная тенденция, упомянутая в отчёте GitHub, – рост активности по разработке AI/ИИ. Я GitHub, в смысле публикации результатов, практически не использую (кроме того, конечно, что это типовой источник исходных кодов и других весьма полезных данных), а вот языки программирования – использую. Python, который с первого места рейтинга, – использую регулярно, но по чуть-чуть: в основном, потому что это входной язык SAGE (система компьютерной алгебры), но и потому, что весьма удобно написать какой-то быстрый демонстрационный скрипт, иллюстрирующий работу с тем или иным API.

На втором месте рейтинга – JavaScript. Постоянно теперь использую, так как он среди основных языков в паре проектов, к которым я имею непосредственное отношение.

Третье место – TypeScript. Не использую, однако специфический код, хоть и редко, но попадается.

Четвёртое место – Java. Очень давно не использую. Однако с кодом на Java сталкиваюсь не так редко, как хотелось бы.

Пятое место – C#. Очень и очень давно не использую, не попадается.

Шестое место – C++. Иногда использую, в том числе, всякие “варианты” для Arduino и др. Код попадается постоянно. Вообще, я согласен с известным мнением, что основной недостаток “плюсов”, как явления, в том, что никто их реально не знает (буквально).

Седьмое место – PHP. Иногда использую: например, dxdt.ru работает на WordPress, а это PHP.

Восьмое место – Shell. Что бы это ни значило, однако большие bash-скрипты – и пишу, и использую постоянно.

Девятое место – C. Регулярно использую (см. комментарий к шестому пункту выше). Постоянно требуется смотреть в код на C. Для криптографических инструментов, системных сервисов – всё ещё основной язык подлинной документации (а не “руководства пользователя”).

Десятое место – Go. Сейчас у меня это основной используемый язык, он был бы на первом месте, но в рейтинге GitHub – почему-то на десятом.

Perl не попал в десятку. Шутка. Ну, то есть, действительно не попал, а я иногда использую, но гораздо реже, чем разные ассемблеры. Впрочем, Rust в десятку тоже не попал (пока так и не использую, но код иногда читать приходится).

Кстати, о языках: несмотря на название (GitHub), в том же рейтинге самый большой прирост разработчиков на данной платформе указан для Великобритании.

На сайте ТЦИ опубликована моя статья «Постквантовые криптосистемы в TLS и не только». Там про ML-KEM и вес ключей, а также о сертификатах и, – немного, – о квантовых вычислениях. Цитата:

Может даже показаться, что массовый переход на постквантовую криптографию в Интернете уже почти завершился, а вот квантовых компьютеров, из-за которых всё и было затеяно много лет назад, на горизонте пока не видно. Впрочем, это не совсем так. Но, конечно, не в части видимости квантовых компьютеров на горизонте, – их не видно всё так же, как и двадцать лет назад, – а в части внедрения постквантовой криптографии. Несмотря на бесспорные практические успехи и огромнейший отрыв от сугубо теоретических квантовых компьютеров, до всеобъемлющего внедрения всё ещё далеко (если такое внедрение когда-либо вообще потребуется).

Поскольку браузеры, – в том числе, самый свежий Firefox, – перешли с Kyber768 на ML-KEM, я добавил на свой тестовый сервер TLS поддержку X25519MLKEM768 (не удаляя “гибриды” с Kyber768). Проверить можно при помощи новых версий браузеров Chrome и Firefox.

Кстати, немного занимательных элементов. В процессе развития постквантовой криптографии в TLS уже успели поменять “порядок байтов”. Так, в новых версиях представлений гибридных ключей – разная конкатенация массивов: в “старом” X25519Kyber768, если смотреть в сетевом порядке (так сказать, слева направо, что, конечно, математически неверно), сначала идёт ключ X25519, а потом – Kyber768; в “новом” X25519MLKEM – наоборот, сначала данные ML-KEM, а потом – X25519.

Почему это занимательно? А вот почему. Те немногие читатели dxdt.ru, которые непосредственно связаны с разработкой и реализацией ГОСТ-криптографии, совершенно точно наслышаны о технической шутке про “вращение байтов”, всплывающей в данной области постоянно и много лет. Суть вот в чём: при записи криптографических представлений, понятно, очень важен порядок байтов; так вот, в реализациях ГОСТ-криптографии, порядок байтов местами “сетевой”, а местами – в другую сторону. “Тупоконечное” и “остроконечное” представление. Так сложилось исторически. И смена направления, хоть и строго определена, но всегда происходит неожиданно. И она вовсе не так тривиальна, как можно подумать: байтовые последовательности попадают в хеш-функции; координаты точек – записываются в файлы; и так далее, и тому подобное. Понятно, что на стойкость и свойства математических операций, как и на описание алгоритмов в спецификациях, это не влияет. Однако если две реализации “байты вертят в разные стороны”, то они между собой несовместимы. На этом направлении даже есть тесты, которые, впрочем, не всегда помогают (как и в других областях, конечно). А самый забавный вариант – это когда значение оказалось “палиндромом”.

Кстати, что касается недавней заметки про скриншот с задачей, содержащей эльфийские цифры Толкина. Продвинутые ИИ LLM ту задачу не могут прочитать со скриншота (что уж там говорить про решение). Однако, если в достаточной степени “обобщить” отношение к этим ИИ, с целью обоснования приписываемого “интеллекта”, то нетрудно придумать разные причины, объясняющие, почему неспособность прочитать задачу нисколько не уменьшает “оценочную степень” для этого самого “интеллекта”.

Например, предположим, что LLM не могут увидеть изображение на картинке потому, что воспринимают числовые значения, связанные с пикселами, а даже не сами пикселы – то есть, у LLM нет не только глаз, но и зрения вообще. Что же вы хотите? Получается экстремальный случай, знакомый по тестовым картинкам, которые предназначены для определения избирательности цветового зрения биологических человеков: если точности цветового восприятия не хватает, то человек не видит содержательной части картинки, не видит арабскую цифру пять, а лишь какую-то мешанину “из пикселей”. Хорошо. Но это не объясняет того, что те же LLM всё же могут “прочитать” основную часть текста с той же картинки (конечно, на самом деле, не прочитать, а сгененировать что-то похожее).

Можно было бы предположить, что LLM “плохо видят” – какие-то буквы и слова “прочитались”, а какие-то – слишком размыты. Эта трактовка, вообще говоря, недалека от реального положения дел, с той лишь разницей, что размыто там примерно всё. Вот только настоящий искусственный интеллект, – даже минимальный, что уж там для продвинутого, – сумел бы определить, что не может разобрать картинку, сообщив в ответе что-то вроде “я эту вашу капчу не разумею, потому что я, похоже, робот”. Какой-то вариант программной надстройки над LLM, возможно, так и делает, это ещё нужно проверить, но обычным тут всё же является продолжение генерирования текста. В любой непонятной ситуации – продолжай генерировать текст (нет, не относится к этой записке).

Другой подход: пусть LLM ИИ не знает объектов, подобных буквам, цифрам и другим символам, а поэтому “не понимает, чего от него хотят” и “попадает в ловушку”. То есть, ситуация как бы похожа на ту, когда неграмотного человека просят прочитать текст, записанный буквами фонетического письма, а человек не знает, что такое “прочитать” и пытается воспринимать этот текст как картинку, объясняя то, что на ней “видит”: деревья, озёра, горы. Ну, с точностью до того, что для LLM тут всё наоборот. Тоже занятная трактовка. Вот только LLM с интеллектом должны были бы понимать значения слов, поскольку, пусть объекты-буквы и не обособлялись внутри, как структурные элементы, но ведь LLM отвечают текстом. Так что обнаружение текста на картинке всё равно переводило бы понятийную составляющую процесса в такую плоскость, в которой демонстрацией интеллекта был бы ответ “не понимаю”, а вовсе не уже традиционное генерирование текста, которое происходит и в ответ на все другие запросы.

Демонстрация скриншотов и результатов сканирования рукописного текста тут напоминает попытку светить некоторым фонариком в огромное пространство всевозможных сочетаний текстов и их записи: изображение задаёт некий луч-конус, который выхватывает внутренние связи, построенные LLM, эти связи отбрасывают тени, а по теням уже строится “прочитанный” текст. Если добавить к процессу некоторый валидатор, строго сравнивающий исходный текст, полученный на изображении, с каждым сгенерированным результатом “чтения”, то, понятно, в какой-то момент процесс сойдётся и перебор даст верный результат. И это не пересказанный другими словами процесс “обучения”, но, буквально, способ применения LLM для “решения” олимпиадных задач: прочитать исходную формулировку средствами LLM не получается, тогда используем перебор вариантов для записи на формальном языке. Заметьте, что доступность исходных кодов той или иной системы компьютерной алгебры почему-то пока не позволила LLM самостоятельно встроить необходимую проверку в свои “внутренние цепи”. Может, конечно, просто процессоров и электроэнергии не хватило, но вряд ли: “у ИИ LLM плохое зрение, но при потребляемых мегаваттах и уровне PR-поддержки – это проблемы не LLM ИИ”.

(Между прочим, с философской точки зрения, весь туман вокруг LLM и решения задач некоторым образом напоминает странные, – но популярные, – объяснения того, что “сумма всех натуральных чисел”, якобы, равна -1/12, использующие аналитическое продолжение дзета-функции Римана или что-нибудь подобное; но это уже тема для совсем другой записки.)

Занятная задача про эльфов Толкина, цифры и системы счисления попалась в канале Бориса Трушина. Условие дано в виде скриншота (подсказок в этой записке нет – смело читайте, а ответы как-нибудь потом опубликую (update 24/10/24: верное решение дал Nataraj в комментариях)):

Скриншот тут необходим потому, что Unicode не справится. Точнее – не справятся установленные шрифты: как раз тот случай, когда использование Unicode выглядит весьма разумным (не то что в IDN), но не все мыслимые эльфийские цифры внесены в официальные таблицы и типовые шрифты.

Так что, это хороший пример того, как ИИ LLM могли бы демонстрировать “интеллект”, хотя бы успешно читая формулировки задач, данные в виде общих изображений, а не проиндексированного некоторым кодом текста. Да, здесь основная логика и условие всё же описаны текстом, который можно преобразовать в наборы токенов и отобразить в таблицы коэффициентов “нейросетей”, но начертания ключевых символов (эльфийских цифр) LLM так обработать не сможет (без предварительной “оптимизации”, конечно), как не сможет их и как-то “понятийно обособить”, чтобы преобразовать задачу к виду, решение для которого можно было бы найти нейросетевым перебором. Поэтому-то задачи даже для ИИ от Google сперва переводят на формальный язык, и лишь потом СМИ пишут, что LLM ИИ показало “уровень серебряной медали математической олимпиады”.

Очередная атака “про Spectre”, позволяющая, в частности, читать память произвольных процессов в Linux, и на Intel, и на AMD. Пусть в этот раз речь в публикации не про новые аппаратные особенности, а про исправления в старых особенностях, но я всё же сошлюсь на свою записку о неустранимости подобных дефектов аппаратуры.

(Подробная статья на OpenNET.)

В массовом TLS для веба криптосистемы с постквантовой стойкостью уже имеются, но есть ещё немало направлений, где такие криптосистемы нужны (если учитывать “угрозу квантовых компьютеров”, конечно). И во многих случаях требуются не криптосистемы согласования симметричного секрета, как в случае внедрения ML-KEM для TLS, а криптосистемы подписи. Можно, например, посмотреть в сторону DNS и DNSSEC, пусть последняя и не очень-то распространена, но там требуется именно электронная подпись. В DNS всегда приветствовались короткие пакеты данных, без излишнего раздутия. В предлагаемых сейчас постквантовых криптосистемах, традиционно, ключи и/или подписи – очень большие. Как это будет упаковываться в DNS – пока что не очень понятно: десять, предположим, килобайт на подписи с ключами – для DNS это слишком много.

Вообще, уже из распространённого предположения, что симметричные шифры сохраняют достаточную стойкость перед “квантовыми атаками”, можно сделать вывод, что возможны и короткие подписи, – то есть, что-то асимметричное, – главное, чтобы такие криптосистемы оказались ещё и эффективными: проверка 256-битной подписи, занимающая один час, тоже не особенно хороший вариант.

Длины ключей/подписей в текущем состоянии постквантовой криптографии и “квантовых вычислений” тема довольно странная: с одной стороны, как оно могло бы преобразовываться на “квантовом компьютере” не ясно, но если исходить из того, что для RSA нужна тысяча “квантовых элементов” компьютера на один бит ключа, то и для RSA можно просто добавить несколько килобит, получив практическую постквантовую стойкость – в конце концов, стойкость к обычным атакам для RSA развивалась именно так: 512-битный ключ сейчас можно факторизовать достаточно быстро для того, чтобы практическую разрядность передвинули к 2048 битам. С другой стороны, нет никаких гарантий того, что для задач, лежащих в основе уже стандартизованных постквантовых систем, тоже не найдут эффективных квантовых алгоритмов.

Поэтому, кстати, довольно странно читать в популярных статьях и новостных сообщениях по этой теме, что “сложность решения задач не отличается для обычных и квантовых компьютеров”. Ведь вовсе и не предполагается, что квантовые компьютеры что-то там вычисляют, так что вообще странно сравнивать сложность для “обычных и квантовых” компьютеров, поскольку там разные модели. При этом: и для классических атак (на “обычном компьютере”) на постквантовые криптосистемы возможны улучшения, и всякий квантовый алгоритм можно выполнить на классическом компьютере, и ту же задачу факторизации “нетрудно” очень быстро решать для произвольных больших чисел, если только вычислитель обладает быстрой памятью в объёме факториала от обрабатываемого числа (“небольшая” особенность, да).

Естественно, длина ключей постквантовых подписей диктуется и скоростью работы на практических компьютерах, и требованиями стойкости к атакам на этих практических классических компьютерах: улучшат такие атаки – разрядность (в том или ином виде) придётся увеличивать, вне зависимости от того, появились уже подходящие квантовые компьютеры или нет (собственно, посмотрите на тот же ML-KEM – бывший Kyber, – там уже сейчас несколько вариантов с разной классической стойкостью).

Но вернёмся к DNS и TLS. Можно предположить, что если “огромные постквантовые ключи” в данную систему не влезут, а уменьшить длину ключей не получится, то, скорее всего, из этого выйдет лишь ещё одна причина для повсеместного перехода на очередной вариант “DNS-over-TLS”: мол, там постквантовая стойкость уже есть, а то, что задача решается совсем другая – аутентификация узлов, а не защита подлинности данных, – ну так придётся как-то скорректировать модель угроз и привыкать “к новым подходам”. Впрочем, возможны и какие-то не использующие TLS, но существенно более интерактивные, варианты на замену DNS, поскольку именно интерактивность позволяет встроить более компактные схемы проверки подлинности данных. Речь тут про схемы, когда и конкретный запрос формируется с учётом некоторого ключа, и ответ приходит – тоже с учётом состава сессионных ключей из запроса и долгих ключей “из DNSSEC”. Возможны, скажем, варианты алгоритма Диффи-Хеллмана (постквантового, конечно). Поэтому, если темпы внедрения постквантовой криптографии не ослабеют, то можно ожидать новой, “интерактивной DNS”.